本發(fā)明屬于催化劑，具體涉及一種高效一氧化碳選擇性氧化催化劑的表面疏水方法。

背景技術(shù)：

1、進(jìn)入二十一世界以來，人類社會(huì)的急速發(fā)展消耗了大量的化石燃料，因而帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問腿。除此之外，化石燃料的不可再生性，也使得人類的能源短缺問題日益嚴(yán)重。燃料電池是一種高效、環(huán)保的能量轉(zhuǎn)換裝置，能夠直接將貯存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，并且能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到60％以上，遠(yuǎn)高于內(nèi)燃機(jī)的30％，且沒有任何污染物排放。因此，以燃料電池為核心的動(dòng)力系統(tǒng)和分布式供能系統(tǒng)被認(rèn)為是21世紀(jì)最具吸引力的終端能源利用形式之一。其中，質(zhì)子交換膜燃料電池(pemfc)因具有啟動(dòng)溫度低、排放小、能量效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)發(fā)展迅猛，但其工作電極的材料多為pt金屬，對(duì)co極度敏感，極容易因?yàn)閏o中毒而失活。因此，通常需要使用純氫(co含量小于0.2ppm)作為燃料。

2、目前，工業(yè)富氫氣大多由甲醇重整制氫得來，其產(chǎn)出的氫氣中含有0.5-2％的co、10-20％的水以及20％的co2氣體，需要對(duì)其進(jìn)行純化。在實(shí)際的甲醇燃料電池應(yīng)用中，由于其氫氣中含有大量的水蒸汽，而燃料電池的工作溫度通常又較低(80-200℃)，這會(huì)是使其在工作期間產(chǎn)生大量的液態(tài)水進(jìn)入溫度更低的一氧化碳選擇性氧化反應(yīng)器內(nèi)，造成催化劑的水中毒進(jìn)而導(dǎo)致失活。因此，一氧化碳選擇性氧化催化劑的表面疏水處理對(duì)于甲醇燃料電池維持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的發(fā)電過程是一個(gè)關(guān)鍵的步驟。pt/fe基催化劑由于具有極佳的co結(jié)合能力和高的催化劑穩(wěn)定性在一氧化碳選擇性氧化體系中受到了廣泛的關(guān)注。目前的pt/fe基催化劑表面多表現(xiàn)為親水性，難以在高含水量、低反應(yīng)溫度的條件下嘗試維持高效的一氧化碳選擇性氧化活性。

3、現(xiàn)有催化劑表面疏水的技術(shù)缺點(diǎn)為溶劑多為易制毒試劑，危險(xiǎn)系數(shù)高且具有較大毒性，同時(shí)表面疏水基團(tuán)在100℃以上的溫度不穩(wěn)定容易受熱分解，且對(duì)催化劑的初始活性有較大影響。

4、因此，提供一種操作簡(jiǎn)單，原料易得，疏水能力強(qiáng)，對(duì)催化劑影響小的表面疏水處理方法成為需待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種高效一氧化碳選擇性氧化催化劑的表面疏水方法，本發(fā)明提供的表面疏水方法操作簡(jiǎn)單，原料易得，疏水能力強(qiáng)，對(duì)催化劑影響小。

2、本發(fā)明提供了一種高效一氧化碳選擇性氧化催化劑的表面疏水方法，包括以下步驟：

3、a)將硬脂酸、有機(jī)溶劑、水以及一氧化碳選擇性氧化催化劑混合，得到初始疏水催化劑；

4、b)將所述初始疏水催化劑洗滌后干燥，得到表面疏水催化劑。

5、優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑選自甲苯、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、乙醚、丙酮中的一種或多種。

6、優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑選自甲基環(huán)己烷和/或乙醚。

7、優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑選自甲基環(huán)己烷。

8、優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑與水的質(zhì)量比為1:(0.01～0.2)，優(yōu)選為1:0.05。

9、優(yōu)選的，所述硬脂酸與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為(0.01～0.2):1，優(yōu)選為0.05:1。

10、優(yōu)選的，所述一氧化碳選擇性氧化催化劑選自pt基催化劑；

11、所述一氧化碳選擇性氧化催化劑的質(zhì)量與硬脂酸、有機(jī)溶劑和水的總質(zhì)量的比例為(0.1～0.3):1，優(yōu)選比例為0.2:1。

12、優(yōu)選的，所述混合包括：

13、將硬脂酸、有機(jī)溶劑、水以及一氧化碳選擇性氧化催化劑進(jìn)行超聲混合后，再進(jìn)行混合攪拌；

14、所述混合攪拌的溫度為25±5℃，時(shí)間為4～24h，優(yōu)選為8h。

15、優(yōu)選的，所述洗滌包括抽濾洗滌，所述抽濾洗滌為使用有機(jī)物提取溶劑進(jìn)行抽濾洗滌，所述有機(jī)物提取溶劑包括無(wú)水乙醇、丙酮、苯中的一種或多種，優(yōu)選為無(wú)水乙醇。

16、優(yōu)選的，所述干燥的溫度為60～140℃。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種高效一氧化碳選擇性氧化催化劑的表面疏水方法，包括以下步驟：a)將硬脂酸、有機(jī)溶劑、水以及一氧化碳選擇性氧化催化劑混合，得到初始疏水催化劑；b)將所述初始疏水催化劑洗滌后干燥，得到表面疏水催化劑。本發(fā)明選擇有機(jī)溶劑溶解硬脂酸再結(jié)合極少量的去離子水對(duì)一氧化碳選擇性氧化催化劑進(jìn)行處理，該方法處理后，硬脂酸分子以r-o-al的形式穩(wěn)定結(jié)合在催化劑表面，不形成r-o-pt結(jié)構(gòu)，能夠最大限度的保留pt活性位點(diǎn)，獲得高的催化性能。本發(fā)明提供的處理方法操作簡(jiǎn)單，原料易得，表面疏水程度高，催化劑性能損失小、穩(wěn)定性好。

技術(shù)特征：

1.一種高效一氧化碳選擇性氧化催化劑的表面疏水方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面疏水方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自甲苯、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、乙醚、丙酮中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面疏水方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自甲基環(huán)己烷和/或乙醚。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面疏水方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自甲基環(huán)己烷。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面疏水方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑與水的質(zhì)量比為1:(0.01～0.2)，優(yōu)選為1:0.05。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面疏水方法，其特征在于，所述硬脂酸與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為(0.01～0.2):1，優(yōu)選為0.05:1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面疏水方法，其特征在于，所述一氧化碳選擇性氧化催化劑選自pt基催化劑；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面疏水方法，其特征在于，所述混合包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面疏水方法，其特征在于，所述洗滌包括抽濾洗滌，所述抽濾洗滌為使用有機(jī)物提取溶劑進(jìn)行抽濾洗滌，所述有機(jī)物提取溶劑包括無(wú)水乙醇、丙酮、苯中的一種或多種，優(yōu)選為無(wú)水乙醇。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面疏水方法，其特征在于，所述干燥的溫度為60～140℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種高效一氧化碳選擇性氧化催化劑的表面疏水方法，包括以下步驟：A)將硬脂酸、有機(jī)溶劑、水以及一氧化碳選擇性氧化催化劑混合，得到初始疏水催化劑；B)將所述初始疏水催化劑洗滌后干燥，得到表面疏水催化劑。本發(fā)明選擇有機(jī)溶劑溶解硬脂酸再結(jié)合極少量的去離子水對(duì)一氧化碳選擇性氧化催化劑進(jìn)行處理，該方法處理后，硬脂酸分子以R?O?Al的形式穩(wěn)定結(jié)合在催化劑表面，不形成R?O?Pt結(jié)構(gòu)，能夠最大限度的保留Pt活性位點(diǎn)，獲得高的催化性能。本發(fā)明提供的處理方法操作簡(jiǎn)單，原料易得，表面疏水程度高，催化劑性能損失小、穩(wěn)定性好。

技術(shù)研發(fā)人員：曹建琳,劉強(qiáng),尤加強(qiáng),脫永笑,范建國(guó),馮翔,隋建才,邢濤,楊朝合,陳德,李智,劉園園,候煜,王明清
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東能源集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6